PB 667 植物生理學(xué)報(bào) Plant Physiology Journal 2022 58 4 667 676 doi 10 13592 ki ppj 100077 收稿 2021 11 19 修定 2022 01 05 資助 貴州省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目 黔科合成果 2021 一般009 貴州省高層次創(chuàng)新型人才培養(yǎng)項(xiàng)目 黔科合人才 2016 4038 號(hào) 國(guó)家 自然科學(xué)基金 31460371 貴州省生物學(xué)一流學(xué)科開(kāi)放基金 GNYL 2017 009FX4KT37 和大學(xué)生 SRT 計(jì)劃 項(xiàng)目 貴大SRT 字 2019 323 號(hào) 大花美人蕉種子高效無(wú)菌萌發(fā)及離體快繁體系的建立 李琴 舒木林 甘祖燕 肇瑾 趙婷 張文娥 潘學(xué)軍 貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院 貴陽(yáng)550025 共同通信作者 張文娥 836151805 潘學(xué)軍 pxjun2050 摘要 以大花美人蕉 墨紅 和 Grand Due 的自然結(jié)實(shí)種子為材料 建立種子無(wú)菌高效萌發(fā)體系 然后以無(wú) 菌苗為外植體 研究了母本基因型 培養(yǎng)基狀態(tài) 基礎(chǔ)培養(yǎng)基類(lèi)型和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類(lèi)及濃度對(duì)不定 芽增殖和根系誘導(dǎo)的影響 建立離體快繁體系 結(jié)果表明 種子在液體 玻璃珠狀態(tài)下無(wú)菌萌發(fā)率達(dá)90 以上 墨紅 和 Grand Due 2 種母本基因型后代試管苗的不定芽增殖率分別為63 77 和75 33 增殖系數(shù) 均在3 以上 分析不同培養(yǎng)基狀態(tài)和類(lèi)型對(duì) 墨紅 不定芽增殖的影響可知 液體 玻璃珠狀態(tài)整體優(yōu)于固 體狀態(tài) MS 培養(yǎng)基效果整體優(yōu)于N 6 和B 5 最佳不定芽增殖培養(yǎng)基為MS 6 BA 6 mg L 1 NAA 1 5 mg L 1 不定芽增殖率為88 89 增殖系數(shù)達(dá)5 3 墨紅 的適宜生根培養(yǎng)基為1 2MS NAA 0 5 mg L 1 生根率為 100 且液體 玻璃珠狀態(tài)更利于試管苗根系生長(zhǎng) 煉苗后移栽成活率為100 生長(zhǎng)狀況良好 關(guān)鍵詞 大花美人蕉 種子 離體快繁 不定芽增殖率 增殖系數(shù) Establishment of efficient seed germination and in vitro rapid propagation system of Canna generalis LI Qin SHU Mulin GAN Zuyan ZHAO Jin ZHAO Ting ZHANG Wen e PAN Xuejun College of Agriculture Guizhou University Guiyang 550025 China Co corresponding authors Zhang WE 836151805 Pan XJ pxjun2050 Abstract The seeds of Canna generalis Mohong and Grand Due were used as materials to establish a sterile and efficient germination system and then the sterile seedlings were used as explants to study the effects of maternal genotype medium status type of basal medium and types and concentrations of plant growth regulators on adventitious shoot proliferation and root induction In vitro rapid propagation system was established The results showed that the germinating rate of sterile seeds in liquid medium with glassbeads was more than 90 The proliferation rate of adventitious shoots of Mohong and Grand Due progenies was 63 77 and 75 33 respectively and the proliferation coefficients were above 3 By analyz ing of the effects of different medium conditions and types on the adventitious bud proliferation of Mo hong the results showed that the propagation effect of liquid medium with glassbeads was better than that of solid medium and MS basal medium was better than that of N 6 and B 5 The optimal medium for adventitious bud proliferation was MS 6 BA 6 mg L 1 NAA 1 5 mg L 1 The proliferation rate of adventi tious bud was 88 89 and the proliferation coefficient was 5 3 The optimal rooting medium for Mohong 植物生理學(xué)報(bào) www plant 668 美人蕉 Canna spp 是美人蕉科美人蕉屬多年 生球根花卉 花形大 花色豐富 葉形秀麗 且其環(huán) 境修復(fù)能力強(qiáng) 園林應(yīng)用效果極佳 黃國(guó)濤2005 國(guó)內(nèi)外廣泛栽培 栽培種類(lèi)主要包括大花美人蕉 C generalis 和蘭花美人蕉 C orchioides 在 我國(guó) 多數(shù)美人蕉栽培品種是從國(guó)外引進(jìn)的古老 品種 新品種選育速度極慢 極大限制了美人蕉的 進(jìn)一步應(yīng)用 現(xiàn)有栽培雜交群中 蘭花美人蕉由于倍性問(wèn) 題自然不結(jié)實(shí) 因此部分可結(jié)實(shí)的大花美人蕉成 為現(xiàn)代美人蕉品種改良的重要親本 但美人蕉種 皮 致密堅(jiān)硬 常規(guī)播種出苗率不足2 楊鋒利等 2015 美人蕉優(yōu)良品種的種苗繁育主要為分根莖 法 該方法繁殖系數(shù)極低 且長(zhǎng)期的無(wú)性繁殖易造 成新生植株體內(nèi)病毒積累 導(dǎo)致品種退化 Mishra 等2015 這些已成為美人蕉雜交新品種推廣應(yīng)用 的限制因子 因此 建立美人蕉種子組培快繁體系 可以加速美人蕉育種進(jìn)程 加快獲得優(yōu)良雜種無(wú) 性系 推進(jìn)新品種的快速應(yīng)用 周小雪等2020 同 時(shí)可為優(yōu)良雜交種質(zhì)的離體保存提供優(yōu)良材料和 技術(shù)體系 胡鳳榮2007 國(guó)內(nèi)外已有美人蕉 C in dica 大花美人蕉和水生美人蕉 longwood canna 組織培養(yǎng)相關(guān)報(bào)道 主要用葉片 Mishra 等2015 莖尖 Singh 等2019 和頂芽 Sakai 和Imai 2007 等為 外植體獲得再生植株 但不定芽增殖系數(shù)普遍較 低 如大花美人蕉 Red President 的不定芽增殖率 可達(dá)90 增殖系數(shù)為4 Purshottam 等2019 因 此 繼續(xù)完善美人蕉屬植物的離體快繁體系 提高其 增殖系數(shù)對(duì)美人蕉的種苗繁育和生產(chǎn)栽培具有重 要意義 本研究以大花美人蕉品種 墨紅 和 Grand Due 的自然結(jié)實(shí)種子為材料 旨在建立大花美人蕉種 子無(wú)菌高效萌發(fā)體系 并以無(wú)菌苗作為外植體 探 討母本基因型 基礎(chǔ)培養(yǎng)基 培養(yǎng)基狀態(tài)及植物 生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類(lèi)及濃度對(duì)不定芽增殖和根系誘導(dǎo) 的影響 以期為美人蕉雜交種質(zhì)的離體快繁提供 參考 1 材料與方法 1 1 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)材料為大花美人蕉 墨紅 Canna gener alis Bailey Mohong 和 Grand Due C generalis Bailey Grand Due 2 個(gè)品種自然結(jié)實(shí)且成熟飽滿(mǎn) 的種子 采收自貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院美人蕉資源圃 1 2 培養(yǎng)條件 本實(shí)驗(yàn)所用MS B 5 N 6 等基本培養(yǎng)基及試劑 均購(gòu)自北京Solarbio 公司 根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)按照使用 說(shuō)明準(zhǔn)確稱(chēng)取培養(yǎng)基粉劑進(jìn)行培養(yǎng)基的配制 在 固體狀態(tài)培養(yǎng)基中均添加7 g L 1 瓊脂作為凝固劑 液體培養(yǎng)基中均添加直徑1 3 mm 玻璃珠作為固定 物 濃度達(dá)2 kg L 1 生根培養(yǎng)基中的蔗糖濃度為15 g L 1 其余培養(yǎng)基中蔗糖濃度為30 g L 1 培養(yǎng)基 pH 均為5 8 0 2 所有培養(yǎng)物均在光照強(qiáng)度為20 30 mol m 2 s 1 光照時(shí)間為16 h d 1 溫度為 25 2 o C 的培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng) 1 3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法 1 3 1 高效無(wú)菌萌發(fā)體系的建立 選取大花美人蕉 墨紅 的種子 參照張文娥等 2009 實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行硬實(shí)處理 98 的濃硫酸浸泡 120 min 清水沖洗至中性 移入超凈工作臺(tái)內(nèi) 75 乙醇浸沒(méi)30 s 無(wú)菌水沖洗4 5 次 0 1 HgCl 2 消毒15 min 無(wú)菌水沖洗4 5 次后 將其分別接種至 附加6 BA 1 mg L 1 和NAA 0 5 mg L 1 的MS 固體和 液體 玻璃珠培養(yǎng)基上 每種狀態(tài)接種90 粒種子 3 次重復(fù) 觀察種子萌發(fā)時(shí)間及污染情況 第7 天時(shí) 統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì) 30 d 后 統(tǒng)計(jì)外植體的污染率 萌發(fā)率 成活率和幼苗生長(zhǎng)狀況 計(jì)算方法參照張文娥等 2009 文獻(xiàn) was 1 2MS NAA 0 5 mg L 1 the rooting rate was 100 and liquid medium with glassbeads was more conducive to the root growth of in vitro seedlings The survival rate of transplanting was 100 and the growth condition was good Key words Canna generalis seed in vitro rapid propagation adventitious bud proliferation rate propaga tion coefficient李琴等 大花美人蕉種子高效無(wú)菌萌發(fā)及離體快繁體系的建立 669 1 3 2 母本基因型對(duì)不定芽增殖的影響 選取大花美人蕉 墨紅 和 Grand Due 自然結(jié) 實(shí)的成熟飽滿(mǎn)種子 以1 3 1 的方法得到無(wú)菌苗為 材料 切取2 3 cm 高的無(wú)菌苗 接種到6 BA 3 mg L 1 和NAA 1 5 mg L 1 的MS 固體培養(yǎng)基上進(jìn)行 增殖培養(yǎng) 每個(gè)基因型各接種30 株無(wú)菌苗 3 次重 復(fù) 30 d 后 統(tǒng)計(jì)不定芽增殖率 增殖系數(shù)和試管 苗生長(zhǎng)情況 有效芽指高于1 cm 的可獨(dú)立分株的 不定芽 增殖系數(shù) 增殖的有效芽數(shù) 接種總數(shù) 不 定芽增殖率 誘導(dǎo)出有效芽的外植體數(shù) 接種 總數(shù) 100 1 3 3 培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì)不定芽增殖的影響 以 墨紅 無(wú)菌苗為材料 切取2 3 cm 高的無(wú)菌 苗 接種在MS 6 BA 3 mg L 1 NAA 1 5 mg L 1 增 殖培養(yǎng)基上 培養(yǎng)基設(shè)固體和液體 玻璃珠2 種狀 態(tài) 每種狀態(tài)各接種30 株無(wú)菌苗 3 次重復(fù) 30 d 后 統(tǒng)計(jì)不定芽增殖率 增殖系數(shù)和試管苗生長(zhǎng)情況 1 3 4 基礎(chǔ)培養(yǎng)基對(duì)不定芽增殖的影響 以 墨紅 無(wú)菌苗為材料 切取2 3 cm 高的無(wú)菌 苗 接種在MS B 5 N 6 的3 種基礎(chǔ)液體培養(yǎng)基上 培養(yǎng)基中附加6 BA 3 mg L 1 NAA 1 5 mg L 1 以2 kg L 1 的玻璃珠 直徑1 3 mm 固定苗 每種培養(yǎng) 基各接種30 株無(wú)菌苗 3 次重復(fù) 30 d 后 統(tǒng)計(jì)不定 芽增殖率 增殖系數(shù)和試管苗生長(zhǎng)情況 1 3 5 不同6 BA 濃度對(duì)不定芽增殖的影響 以 墨紅 無(wú)菌苗為材料 切取2 3 cm 高的無(wú)菌 苗 接種至不同濃度6 BA 2 4 6 8 10 mg L 1 和固定濃度的1 5 mg L 1 NAA 組合的MS 液體培養(yǎng) 基 每個(gè)濃度各接種30 株無(wú)菌苗 3 次重復(fù) 30 d 后 統(tǒng)計(jì)不定芽增殖率 增殖系數(shù)和試管苗生長(zhǎng)情況 1 3 6 不同NAA 濃度對(duì)無(wú)菌苗生根的影響 選取3 5 cm 健壯不定芽 在不同濃度NAA 0 0 5 1 0 mg L 1 的1 2MS 固體培養(yǎng)基上進(jìn)行生根 培養(yǎng) 每個(gè)濃度各接種30 株不定芽 3 次重復(fù) 接 種后觀察統(tǒng)計(jì)開(kāi)始生根時(shí)間 14 d 后 統(tǒng)計(jì)測(cè)定生 根率 生根數(shù) 不同根長(zhǎng)區(qū)域生根數(shù) 最長(zhǎng)根長(zhǎng) 開(kāi)始生根時(shí)間和生長(zhǎng)狀況 生根率 生根苗數(shù) 接種苗數(shù) 100 生根數(shù) 生根的總根數(shù) 接種苗數(shù) 最長(zhǎng)根長(zhǎng) 每株生根試管苗最長(zhǎng)根的長(zhǎng)度之和 生 根苗數(shù) 1 3 7 培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì)無(wú)菌苗生根的影響 選取3 5 cm 健壯不定芽 接種于不添加植物 生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的1 2MS 固體和液體 玻璃珠2 種狀態(tài) 培養(yǎng)基上進(jìn)行生根培養(yǎng) 每個(gè)濃度各接種30 株不 定芽 3 次重復(fù) 接種后觀察統(tǒng)計(jì)開(kāi)始生根時(shí)間 接 種14 d 后統(tǒng)計(jì)測(cè)定生根率 生根數(shù) 不同根長(zhǎng)區(qū) 域生根數(shù) 最長(zhǎng)根長(zhǎng)和生長(zhǎng)狀況 1 3 8 煉苗移栽 開(kāi)蓋煉苗7 d 后 將無(wú)菌苗從組培瓶中取出 洗 凈瓊脂后轉(zhuǎn)移至泥炭土 珍珠巖 原土以體積比 6 3 1 混合的栽培基質(zhì)中 在溫室中移栽10 d 后 統(tǒng) 計(jì)移栽成活率 1 4 數(shù)據(jù)處理 利用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中單因素實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分 析的Duncan 新復(fù)極差法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和差 異顯著性分析 利用Microsoft Excel 作表 2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 2 1 高效無(wú)菌萌發(fā)體系的建立 預(yù)處理種子播種到2 種無(wú)菌培養(yǎng)基上的萌發(fā) 結(jié)果如表1 和圖1 所示 在2 種培養(yǎng)基上 種子均未 污染 其萌發(fā)率和成活率均在90 以上 發(fā)芽勢(shì)均 在70 以上 處理間無(wú)明顯差異 幼苗生長(zhǎng)健壯 但 2 個(gè)處理間 種子開(kāi)始萌發(fā)的時(shí)間存在差別 液體 玻璃珠培養(yǎng)基上種子萌發(fā)時(shí)間比固體培養(yǎng)基提前 3 d 且萌發(fā)整齊度優(yōu)于固體培養(yǎng)基 2 2 培養(yǎng)因素對(duì)不定芽增殖的影響 2 2 1 母本基因型對(duì)不定芽增殖的影響 由表2 可見(jiàn) 母本基因型對(duì)不定芽增殖率 不 定芽增殖系數(shù)和植物生長(zhǎng)狀況的影響差異較小 其中 Grand Due 的不定芽增殖率為75 33 高于 墨紅 63 77 但差異不明顯 兩個(gè)母本基因型 產(chǎn)生的后代試管苗增殖系數(shù)均在3 以上 其不定芽 生長(zhǎng)良好 莖粗細(xì)均勻 長(zhǎng)勢(shì)健壯 2 2 2 培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì)不定芽增殖的影響 由表3 和圖2 可知 培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì)大花美人蕉 墨紅 的子代試管苗不定芽增殖率存在顯著影響 在液體 玻璃珠培養(yǎng)基中的增殖系數(shù)略高于固體 培養(yǎng)基中的 但二者無(wú)明顯差異 不定芽增殖率在 液體 玻璃珠培養(yǎng)基中為100 顯著高于固體培養(yǎng)植物生理學(xué)報(bào) www plant 670 表1 不同培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì)種子萌發(fā)的影響 Table 1 Effects of different medium conditions on seed germination 培養(yǎng)基狀態(tài) 污染率 萌發(fā)率 發(fā)芽勢(shì) 成活率 開(kāi)始萌發(fā)時(shí)間 d 生長(zhǎng)狀況 固體 0 00 0 00 a 93 67 2 03 a 70 00 11 88 a 93 67 2 03 a 5 葉綠 健壯 液體 玻璃珠 0 00 0 00 a 92 33 1 86 a 87 25 10 25 a 92 33 1 86 a 2 葉綠 健壯 表中不同的小寫(xiě)字母表示在P 0 05 水平上有顯著差異 下同 基 60 而增殖系數(shù)在固 液體 玻璃珠中分別 為4 21 和4 64 液體 玻璃珠培養(yǎng)基的新芽生長(zhǎng)速 度比固體培養(yǎng)基快 其不定芽生長(zhǎng)良好 新芽葉綠 莖粗細(xì)均勻 2 2 3 基礎(chǔ)培養(yǎng)基對(duì)不定芽增殖的影響 由表4 和圖3 可知 基礎(chǔ)培養(yǎng)基對(duì)大花美人蕉 墨紅 的子代試管苗不定芽增殖率和增殖系數(shù)具 有顯著影響 3 種培養(yǎng)基中B 5 的不定芽增殖率最高 平均可達(dá)90 顯著高于N 6 培養(yǎng)基 其次是MS 培養(yǎng) 基 不定芽增殖率為76 19 從不定芽增殖系數(shù) 來(lái)看 MS 的增殖系數(shù)平均可達(dá)4 40 顯著高于B 5 3 20 和N 6 2 90 從表4 和圖3 中還可以看出 3 種 培養(yǎng)基中不定芽的生長(zhǎng)狀況差別明顯 MS 培養(yǎng)基 中的不定芽生長(zhǎng)狀態(tài)最好 新芽葉綠 莖粗 葉片 展開(kāi) 僅老葉淺綠輕微黃化 N 6 培養(yǎng)基中不定芽雖 正常 但其生長(zhǎng)速度極其緩慢 B 5 培養(yǎng)基中不定芽 圖1 固體 A 和液體 玻璃珠 B 培養(yǎng)基中接種7 d 時(shí)種子發(fā)芽狀況 Fig 1 Seed germination condition at solid medium A and liquid medium with glassbeads B after inoculated for 7 days 表2 母本基因型對(duì)不定芽增殖的影響 Table 2 Effect of maternal genotype on adventitious bud proliferation 母本基因型 不定芽增殖率 增殖系數(shù) 生長(zhǎng)狀況 墨紅 63 77 13 24 a 3 93 0 42 a 莖粗細(xì)均勻 新芽葉片展開(kāi)綠色 長(zhǎng)勢(shì)健壯 Grand Due 75 33 12 73 a 3 39 0 28 a 莖粗細(xì)均勻 新芽葉片展開(kāi)淺紫色 長(zhǎng)勢(shì)健壯李琴等 大花美人蕉種子高效無(wú)菌萌發(fā)及離體快繁體系的建立 671 圖2 固體 A C 和液體 玻璃珠 D F 培養(yǎng)基中不定芽接種7 d A D 14 d B E 和28 d C F 的增殖狀況 Fig 2 Proliferation of adventitious buds at solid medium A C and liquid medium with glassbeads D F after inoculated for 7 days A D 14 days B E and 28 days C F 表3 不同培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì) 墨紅 不定芽增殖的影響 Table 3 Effects of different medium conditions on adventitious bud proliferation of C generalis Mohong 培養(yǎng)基狀態(tài) 不定芽增殖率 增殖系數(shù) 生長(zhǎng)狀況 固體 60 00 10 00 b 4 21 0 32 a 新芽葉綠 莖粗細(xì)均勻 芽生長(zhǎng)較快 液體 玻璃珠 100 00 0 00 a 4 64 0 34 a 新芽葉綠 莖粗細(xì)均勻 芽生長(zhǎng)快 表4 不同基礎(chǔ)培養(yǎng)基類(lèi)型對(duì) 墨紅 不定芽增殖的影響 Table 4 Effects of different basal medium types on adventitious bud proliferation of C generalis Mohong 基礎(chǔ)培養(yǎng)基 不定芽增殖率 增殖系數(shù) 生長(zhǎng)狀況 MS 76 19 10 14 ab 4 40 0 31 a 新芽葉綠 莖粗 葉片展開(kāi) 僅老葉淺綠輕微黃化 長(zhǎng)勢(shì)好 B 5 90 00 7 11 a 3 20 0 24 b 新芽葉黃綠 芽較小 葉未展開(kāi) 整株苗黃化 長(zhǎng)勢(shì)弱 N 6 44 44 17 57 b 2 90 0 18 b 新芽葉綠 矮小 莖粗細(xì)均勻 葉半展開(kāi) 老葉淺綠輕微 黃化 長(zhǎng)勢(shì)一般 長(zhǎng)勢(shì)更弱 植株黃化畸形 難于成苗 2 2 4 6 BA濃度對(duì)不定芽增殖的影響 由表5 可知 6 BA 濃度對(duì)大花美人蕉 墨紅 的 子代試管苗不定芽增殖率和增殖系數(shù)存在顯著影 響 隨著6 BA 濃度的升高 兩個(gè)指標(biāo)均呈現(xiàn)先升高 后降低的變化趨勢(shì) 當(dāng)6 BA 濃度在4 和6 mg L 1 時(shí) 增殖效果顯著高于其他3 個(gè)濃度 其中 在6 mg L 1 時(shí) 不定芽增殖率和增殖系數(shù)分別達(dá)到最高為植物生理學(xué)報(bào) www plant 672 88 89 和5 30 略高于4 mg L 1 的56 67 和4 50 但 差異不明顯 由此可見(jiàn) 墨紅 子代幼苗不定芽增 殖的適宜6 BA 濃度為4 6 mg L 1 可在此范圍內(nèi)繼 續(xù)優(yōu)化 2 3 不同培養(yǎng)條件對(duì)無(wú)菌苗生根的影響 2 3 1 不同NAA 濃度對(duì)不定芽生根的影響 由表6 和圖4 可知 NAA 濃度對(duì)大花美人蕉 墨 紅 子代試管苗生根效果存在顯著影響 但對(duì)生根 圖3 MS A B 5 B 和N 6 C 3 種培養(yǎng)基上接種7 d 時(shí)不定芽生長(zhǎng)狀況 Fig 3 Growth of adventitious buds on MS A B 5 B and N 6 C medium after inoculated for 7 days 表5 6 BA 濃度對(duì)大花美人蕉 墨紅 不定芽增殖的影響 Table 5 Effects of 6 BA on adventitious shoot proliferation of C generalis Mohong 6 BA 濃度 mg L 1 不定芽增殖率 增殖系數(shù) 2 23 33 10 76 b 2 89 0 20 b 4 56 67 11 82 ab 4 50 0 54 a 6 88 89 11 11 a 5 30 0 70 a 8 25 00 17 08 b 3 00 0 50 b 10 42 86 13 73 b 2 67 0 87 b 表6 不同NAA 濃度對(duì) 墨紅 不定芽生根的影響 Table 6 Effects of different NAA concentrations on rooting of adventitious shoots of C generalis Mohong NAA濃度 生根率 生根數(shù) 不同根長(zhǎng)區(qū)域生根數(shù) 最長(zhǎng)根長(zhǎng) cm 開(kāi)始生根時(shí)間 d 生長(zhǎng)狀況 mg L 1 10 cm 5 10 cm 5 cm 0 88 89 11 11 a 5 1 4 5 a 0 9 1 4 a 2 0 2 7 a 2 2 2 7 a 8 31 5 84 a 4 苗綠細(xì)弱 0 5 100 00 0 00 a 4 1 2 1 a 0 0 0 0 b 0 0 0 0 b 4 1 2 1 a 1 83 0 87 b 4 苗綠粗壯 1 0 22 22 14 70 b 1 7 4 3 a 0 0 0 0 b 0 1 0 3 b 1 6 4 0 a 4 25 3 89 ab 2 苗綠粗壯 數(shù)影響較小 其中 NAA 濃度為0 和0 5 mg L 1 時(shí) 生根率分別為88 89 和100 增加到1 0 mg L 1 時(shí) 生根效果顯著降低 生根率僅為22 22 當(dāng)NAA 濃度為0 時(shí) 根長(zhǎng)區(qū)域?yàn)? 10 cm 和大于10 cm 的生 根數(shù)分別為2 和 0 9 顯著高于NAA 濃度0 5 和 1 mg L 1 時(shí) 而小于5 cm 的區(qū)域各濃度NAA 生根數(shù)無(wú) 明顯差異 NAA 濃度為0 時(shí) 最長(zhǎng)根長(zhǎng)為8 31 cm 顯 著高于0 5 mg L 1 1 83 cm 和1 0 mg L 1 4 25 cm 但苗生長(zhǎng)細(xì)弱 而增加NAA 的濃度后 苗生長(zhǎng)粗壯 NAA 濃度為1 0 mg L 1 時(shí) 開(kāi)始生根時(shí)間先于其他 處理2 d 2 3 2 培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì)不定芽生根的影響 選取3 5 cm 健壯不定芽 在1 2MS 培養(yǎng)基上進(jìn) 行生根培養(yǎng) 由表7 和圖5 可知 培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì)大花 美人蕉 墨紅 的子代試管苗生根效果存在顯著影 響 生根數(shù) 不同根長(zhǎng)區(qū)域生根數(shù) 開(kāi)始生根時(shí)間 和生長(zhǎng)狀況在兩種培養(yǎng)基上均存在顯著差異 在 液體 玻璃珠培養(yǎng)基中的生根率 最長(zhǎng)根長(zhǎng)等指李琴等 大花美人蕉種子高效無(wú)菌萌發(fā)及離體快繁體系的建立 673 圖4 NAA 濃度為0 A D 0 5 B E 和1 0 mg L 1 C F 時(shí)試管苗接種14 d 后的生長(zhǎng)狀況 Fig 4 Growth of test tube plantlets inoculated on medium supplemented with 0 A D 0 5 B E and 1 0 mg L 1 NAA C F for 14 days 表7 培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì) 墨紅 生根的影響 Table 7 Effects of different medium conditions on rooting of C generalis Mohong 培養(yǎng)基狀態(tài) 生根率 生根數(shù) 不同根長(zhǎng)區(qū)域生根數(shù) 最長(zhǎng)根長(zhǎng) cm 開(kāi)始生根時(shí)間 d 生長(zhǎng)狀況 10 cm 5 10 cm 5 cm 液體 玻璃珠 100 00 0 00 a 9 4 4 4 a 1 4 2 1 a 4 0 2 2 a 5 4 3 9 a 11 29 4 65 a 2 苗綠粗壯 固體 88 89 11 11 a 5 1 4 5 b 0 9 1 4 a 2 8 5 2 a 2 2 2 7 b 8 31 5 84 a 4 苗綠細(xì)弱 標(biāo)略?xún)?yōu)于固體培養(yǎng)基 二者無(wú)明顯差異 但液體 玻璃珠狀態(tài)的生根數(shù)為9 4 顯著高于固體狀態(tài)的 5 1 由不同根長(zhǎng)區(qū)域生根數(shù)可知 液體 玻璃珠 和固體狀態(tài)在大于10 cm 區(qū)域分別為1 4 和0 9 在 5 10 cm 區(qū)域分別為4 和2 8 兩種狀態(tài)無(wú)明顯差異 而小于5 cm 區(qū)域分別為5 4 和2 2 兩種狀態(tài)存在顯 著差異 在液體 玻璃珠狀態(tài)下 開(kāi)始生根時(shí)間較 固體狀態(tài)提前2 d 不定芽生長(zhǎng)狀況優(yōu)于固體狀態(tài) 的 苗生長(zhǎng)健壯 但從生根率和根長(zhǎng)來(lái)看 液體 玻 璃珠和固體狀態(tài)的生根率分別為100 和88 89 植物生理學(xué)報(bào) www plant 674 圖5 固體 A 和液體 玻璃珠 B 培養(yǎng)基中接種14 d 時(shí)試管苗生根狀況 Fig 5 Root condition of test tube plantlets at solid medium A and liquid medium with glassbeads B after inoculated for 14 days 最長(zhǎng)根長(zhǎng)分別為11 29 和8 31 cm 兩種狀態(tài)下均未 表現(xiàn)出明顯差異 液體 玻璃珠狀態(tài)的生根苗粗壯 優(yōu)于固體狀態(tài) 2 4 馴化移栽 如圖6 所示 大花美人蕉 墨紅 生根試管苗 經(jīng) 開(kāi)蓋馴化后 移栽至栽培基質(zhì)中 10 d 后移栽成活 率均達(dá)100 植株生長(zhǎng)健壯 莖和葉片均有生長(zhǎng) 有新葉抽出 葉片嫩綠 3 討論 3 1 種子無(wú)菌高效萌發(fā) 美人蕉屬植物種皮堅(jiān)硬 在自然條件下種子 圖6 移栽10 d 后的馴化苗 Fig 6 Domesticated seedlings transplanted for 10 days 發(fā)芽率極低 萌發(fā)困難 楊鋒利等2015 極大地限 制了美人蕉的品種改良 因此美人蕉的硬實(shí)破除 技術(shù)研究較多 如Imani 等 2014 利用濃硫酸處理 美人蕉種子3 4 h 種子最大發(fā)芽率為95 但成活力 降低 本研究以98 濃硫酸對(duì)大花美人蕉自然結(jié) 實(shí)種子浸種處理120 min 后無(wú)菌接種在培養(yǎng)基上 其種子發(fā)芽率達(dá)90 以上 發(fā)芽較為整齊 幼苗生 長(zhǎng)良好 且液體 玻璃珠培養(yǎng)基的萌發(fā)效果由于固 體培養(yǎng)基 可作為美人蕉屬植物的高效萌發(fā)體系 3 2 母本基因型對(duì)不定芽增殖的影響 不同基因型在相同培養(yǎng)條件下表現(xiàn)出不同的 再生反應(yīng) Singh 等 2019 選擇大花美人蕉4 個(gè)基因 型進(jìn)行組織培養(yǎng)研究 在相同培養(yǎng)條件下 基因型 Trinacriavariegata Raktima Agnishikha Pink Sunburst 的不定芽增殖率最高分別為36 20 15 25 Purshottam 等 2019 選擇美人蕉的10 個(gè)基因型進(jìn)行研究 只有8 個(gè)基因型有不定芽產(chǎn)生 Red President 不定芽增殖率達(dá)到90 而 Rakti ma 和 Assaut 2 個(gè)品種無(wú)新增不定芽 另外 基因 型 Angle Pink 和 Canna Lumbatum Canna Cat telea 和 Bengal Tiger 在不定芽增殖率上無(wú)明顯差 異 本研究中 大花美人蕉 墨紅 和 Grand Due 2 種母本基因型對(duì)不定芽增殖和增殖系數(shù)的響應(yīng) 差 異不明顯 墨紅 和 Grand Due 的子代不定芽增 殖率分別為63 77 和75 33 不定芽生長(zhǎng)良好 莖 粗細(xì)均勻 長(zhǎng)勢(shì)健壯 均可用于大花美人蕉的快繁 體系 李琴等 大花美人蕉種子高效無(wú)菌萌發(fā)及離體快繁體系的建立 675 3 3 培養(yǎng)基狀態(tài)對(duì)種子萌發(fā) 不定芽增殖和根系 誘導(dǎo)的影響 Purshottam 等 2019 對(duì)美人蕉種子進(jìn)行離體萌 發(fā)研究中 將種子在無(wú)菌水中浸泡48 h 后 將露白 的種子接種于半固體的MS 培養(yǎng)基中 種子萌發(fā)率 達(dá)81 液體狀態(tài)更利于種皮吸水 促進(jìn)了萌發(fā)速 率 本研究中發(fā)現(xiàn) 墨紅 和 Grand Due 自然雜交 種子在液體 玻璃珠培養(yǎng)基狀態(tài)下萌發(fā)更快 萌發(fā) 率高達(dá)90 以上 且均存活 植株長(zhǎng)勢(shì)良好 這與前 人的液體狀態(tài)更有利于美人蕉種子萌發(fā)的研究結(jié) 論相一致 前人研究表明 美人蕉再生芽增殖的適宜培 養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基 芽存活和生長(zhǎng)狀況最佳 而且 不定芽增殖系數(shù)較高 再生芽數(shù)量較多 Purshottam 等2019 Kromer 和Kukulczanka 1985 使用了液 體MS 1 2MS 固體MS 進(jìn)行美人蕉快繁 發(fā)現(xiàn)美 人蕉在添加2 mg L 1 KT 和0 2 mg L 1 NAA 的液體 狀態(tài)MS 培養(yǎng)基中生長(zhǎng)最快 本研究中使用1 3 mm 規(guī)格的玻璃珠作為液體 玻璃珠狀態(tài)MS 培養(yǎng) 基的介質(zhì) 大花美人蕉 墨紅 不定芽增殖率和增殖 系數(shù)均得到明顯提高 這也印證了液體 玻璃珠狀 態(tài)的增殖效果優(yōu)于固體狀態(tài)的研究結(jié)論 Pandey 等 2013 研究表明 使用玻璃珠作為培 養(yǎng)基介質(zhì) 可以促進(jìn)根的誘導(dǎo) 另外 Purshottam 等 2019 的研究中也提到 美人蕉在離體培養(yǎng)時(shí)生根 較為容易 使用液體培養(yǎng)基是為了保持不定芽的 新鮮綠色和生長(zhǎng)活力 本研究以1 2MS 為根誘導(dǎo) 基礎(chǔ)培養(yǎng)基 和固體狀態(tài)相比 液體 玻璃珠狀態(tài) 能明顯提高試管苗的生根效果 且不定根數(shù)量明 顯增多 不定芽鮮活 3 4 基礎(chǔ)培養(yǎng)基對(duì)不定芽增殖的影響 不同植物和同一植物的不同部位對(duì)培養(yǎng)基營(yíng) 養(yǎng)需求存在差異 Mishra 等2015 為了得到植物組 織的最佳生長(zhǎng)條件 一般會(huì)對(duì)多種培養(yǎng)基進(jìn)行篩 選 Sakai 和Imai 2007 使用1 2MS MS 和B 5 培養(yǎng) 基對(duì)蕉芋 C edulis 進(jìn)行組織培養(yǎng) 結(jié)果證明B 5 培 養(yǎng)基更利于不定芽增殖 而Mishra 等 2015 在研究 中提到 雖然美人蕉離體培養(yǎng)方面的研究較少 但 MS 是美人蕉生長(zhǎng)和再生的最佳培養(yǎng)基 本研究對(duì) 基礎(chǔ)培養(yǎng)基的篩選發(fā)現(xiàn) MS 基礎(chǔ)培養(yǎng)基較B 5 和N 6 更利于大花美人蕉 墨紅 的不定芽增殖 與Mishra 等 2015 研究結(jié)果一致 3 5 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類(lèi)及濃度對(duì)不定芽增殖和 根系誘導(dǎo)的影響 黃歆怡等 2020 研究發(fā)現(xiàn) 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃 度和比例對(duì)植物不定芽誘導(dǎo)受影響較大 美人蕉的 離體再生培養(yǎng)中 經(jīng)常使用BA NAA IAA KT 和2 4 D 等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑 Mishra 等2015 Hosoki 和Sasaki 1991 研究發(fā)現(xiàn) 0 1 mg L 1 6 BA 最利于 美人蕉莖尖的增殖 Singh 等 2019 研究表明 在0 1 mg L 1 IAA 培養(yǎng)基中添加6 BA 或TDZ 大花美人 蕉的再生效果最佳 其中添加2 mg L 1 6 BA 再生 率最高為36 添加1 5 mg L 1 TDZ 再生率最高為 33 而KT 和IAA 組合未引起任何再生反應(yīng) 在本 研究中 將6 BA 和1 5 mg L 1 NAA 進(jìn)行濃度配比時(shí) 發(fā)現(xiàn) 當(dāng)6 BA 濃度為6 mg L 1 時(shí) 不定芽增殖率最 高達(dá)到88 89 增殖系數(shù)顯著提高至5 3 當(dāng)6 BA 增大至8 mg L 1 后 不定芽增殖率降低 不定芽長(zhǎng) 勢(shì)弱 這和前人研究相似 試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn) 每30 40 d 對(duì)不定芽繼代1 次 持續(xù)繼代增殖至6 7 代時(shí) 不 定芽增殖率和增殖系數(shù)均呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì) 不 定芽誘導(dǎo)成團(tuán)簇狀 有效芽減少 黃素姣 2020 在 牡丹組培中也提到隨著繼代次數(shù)的增加 年齡效 應(yīng)愈加明顯 導(dǎo)致分化能力明顯下降 生根誘導(dǎo)是建立植物離體快繁體系中的重要步 驟 趙春曉等2020 在美人蕉的生根培養(yǎng)中 Singh 等 2019 在MS 培養(yǎng)基中添加0 5 mg L 1 IBA 成功誘導(dǎo) 不定芽發(fā)育出3 5 條根 Pandey 等 2013 也認(rèn)為NAA 利于根系誘導(dǎo) 本研究中 大花美人蕉在NAA 濃度 為0 5 mg L 1 時(shí)生根率達(dá)到100 生長(zhǎng)狀況良好 綜上 本研究成功建立了大花美人蕉種子高 效離體萌發(fā)體系 以該體系獲得的無(wú)菌苗為外植 體進(jìn)行增殖培養(yǎng) 最佳不定芽增殖培養(yǎng)基為MS 6 BA 6 mg L 1 NAA 1 5 mg L 1 的液體培養(yǎng)基 1 3 mm 的玻璃珠做支撐介質(zhì) 不定芽增殖率為88 89 增 殖系數(shù)可達(dá)5 3 經(jīng)試管苗生根培養(yǎng)和煉苗移栽 其 生根率和移栽成活率均可達(dá)100 本研究獲得的 大花美人蕉離體快繁體系極大地提高了其繁殖效 率 加快了大花美人蕉新種質(zhì)的創(chuàng)建 為美人蕉雜 交新品種的選育和擴(kuò)繁提供了參考 植物生理學(xué)報(bào) www plant 676 參考文獻(xiàn) References Hosoki T Sasaki H 1991 In vitro propagation of Canna edulis Ker by longitudinal shoot split method Plant Tiss Cult Lett 8 175 178 Hu FR 2007 The wild and artificial germplasm assessment by cytogenetics and mass propagation system establish ment in Lilium dissertation Nanjing Nanjing Forestry University in Chinese with English abstract 胡鳳榮 2007 百合種質(zhì)資源鑒定與組培快繁技術(shù)體系研究 學(xué)位論文 南京 南京林業(yè)大學(xué) Huang GT 2005 Studies on the introduction and cultivar classification of Canna dissertation Nanjing Nanjing Forestry University in Chinese with English abstract 黃 國(guó)濤 2005 美人蕉屬 Canna 植物引種與品種分類(lèi)研 究 學(xué)位論文 南京 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